[obm-l] Integrabilidade de Riemann

2014-06-04 Por tôpico João Maldonado
Fala galera, vou ter prova de cálculo sexta e fiquei com uma dúvida de 
integrabilidade. Tem como vocês me darem uma ajuda?

Dada a função f:[0, 2]-R tal que f(x) = {1 se x1, 2 se x=1}
Determine se a função é integrável, e em caso positivo, ache sua  primitiva.

Tem um teorema que diz que, se f:[a,b] - R é contínua exceto num número finito 
de pontos, então f é integrável em [a, b]
Logo a função f é integrável, pois só é descontínua em x=1. 

Tem outro teorema que diz que, se f[a, b] - R tem descontinuidade tipo salto, 
isto é, existe c pertencente a (a, b) tal que o limite de f(x) quando x tende a 
c+ é diferente do limite de f(x) quando x tente a c-, então f não admite 
primitiva no intervalo [a, b].
E como no ponto x=1 tem descontinuidade tipo salto, então f(x) não admite 
primitiva em [0, 2]

f(x) seria integrável e não admitiria primitiva, absurdo!

Onde está o erro nessa demonstração? 

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João
  
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RE: [obm-l] Integrabilidade de Riemann

2014-06-04 Por tôpico Eduardo Henrique
Tendo em vista a ideia intuitiva de integral como area, nao ha de forma alguma 
contradicao. Ter ou nao primitiva (como composicao de funcoes elementares tipo 
polinomios, exponenciais, funcoes trigonometricas) eh um fator menor (e num 
geral voce nao consegue... A funcao distribuicao normal de Gauss eh um exemplo 
disso, pois ela soh se expressa com o simbolo da integral). Divida o intervalo 
em 2 e seja feliz. Integre em cada intervalo e some os resultados. PS: Desculpe 
a formatacao ruim do texto e a falta de acentos, meu celular nao permite algo 
muito melhor. Att. Eduardo

From: joao_maldona...@hotmail.com
To: obm-l@mat.puc-rio.br
Subject: [obm-l] Integrabilidade de Riemann
Date: Wed, 4 Jun 2014 21:54:14 -0300




Fala galera, vou ter prova de cálculo sexta e fiquei com uma dúvida de 
integrabilidade. Tem como vocês me darem uma ajuda?

Dada a função f:[0, 2]-R tal que f(x) = {1 se x1, 2 se x=1}
Determine se a função é integrável, e em caso positivo, ache sua  primitiva.

Tem um teorema que diz que, se f:[a,b] - R é contínua exceto num número finito 
de pontos, então f é integrável em [a, b]
Logo a função f é integrável, pois só é descontínua em x=1. 

Tem outro teorema que diz que, se f[a, b] - R tem descontinuidade tipo salto, 
isto é, existe c pertencente a (a, b) tal que o limite de f(x) quando x tende a 
c+ é diferente do limite de f(x) quando x tente a c-, então f não admite 
primitiva no intervalo [a, b].
E como no ponto x=1 tem descontinuidade tipo salto, então f(x) não admite 
primitiva em [0, 2]

f(x) seria integrável e não admitiria primitiva, absurdo!

Onde está o erro nessa demonstração? 

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Re: [obm-l] Integrabilidade de Riemann

2014-06-04 Por tôpico Artur Costa Steiner
Na realidade, o teorema que vc citou é um caso particular de outro mais geral:

f: [a, b] -- R é Riemann integrável no compacto [a, b] se, e somente se, f for 
limitada em [a, b] e contínua em quase to o [a, b]. Isto é, o conjunto dos 
pontos de [a, b] em que f é descontínua tem medida de Lebesgue nula. Conjuntos 
enumeráveis e conjuntos finitos têm medida de Lebesgue nula. 

A sua função é integrável em [0, 2]. Para to x em [0,2], um cálculo simples 
mostra que F(x) = Int [0, x] f(t) dt existe em R e é dada por 

F(x) = x se x  1
F(x) = 1 + 2(x - 1) =  2x - 1 se 1 = x = 2

F é contínua em [0, 2] e, para todo x diferente de 1, F'(x) = f(x). Mas F não é 
diferenciável em 1. Existem F'(1-) = 1 e F'(1+) = 2, que são diferentes. 
Portanto, F'(1) não existe. Logo, f não tem primitiva. Não existe nenhuma 
função cuja derivada seja f em todo o [0, 2].

Não há erro no seu raciocínio. O que acontece é que ser Riemann integrável e 
ter uma primitiva não são condições equivalentes. São conceitos distintos.

Se uma função f apresentar descontinuidade do tipo salto em um intervalo, então 
f não tem primitiva neste intervalo. Mesmo que não seja, como no seu caso, uma 
função do tipo escada, Isto porque derivadas nunca apresentam descontinuidades 
do tipo salto.
 
Artur Costa Steiner

 Em 04/06/2014, às 21:54, João Maldonado joao_maldona...@hotmail.com 
 escreveu:
 
 Fala galera, vou ter prova de cálculo sexta e fiquei com uma dúvida de 
 integrabilidade. Tem como vocês me darem uma ajuda?
 
 Dada a função f:[0, 2]-R tal que f(x) = {1 se x1, 2 se x=1}
 Determine se a função é integrável, e em caso positivo, ache sua  primitiva.
 
 Tem um teorema que diz que, se f:[a,b] - R é contínua exceto num número 
 finito de pontos, então f é integrável em [a, b]
 Logo a função f é integrável, pois só é descontínua em x=1. 
 
 Tem outro teorema que diz que, se f[a, b] - R tem descontinuidade tipo 
 salto, isto é, existe c pertencente a (a, b) tal que o limite de f(x) quando 
 x tende a c+ é diferente do limite de f(x) quando x tente a c-, então f não 
 admite primitiva no intervalo [a, b].
 E como no ponto x=1 tem descontinuidade tipo salto, então f(x) não admite 
 primitiva em [0, 2]
 
 f(x) seria integrável e não admitiria primitiva, absurdo!
 
 Onde está o erro nessa demonstração? 
 
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Re: [obm-l] Integrabilidade de Riemann

2014-06-04 Por tôpico Pedro Angelo
Opa, acabei de ver a resposta do Artur, que já fala disso. Desculpem o repeteco.

2014-06-05 0:33 GMT-03:00 Pedro Angelo pedro.fon...@gmail.com:
 Acho importante (embora seja meio obvio, mas a gente se esquece) que
 mesmo que f não tenha uma primitiva no sentido estrito (não existe F
 tal que para todo x, F'(x)=f(x)), a função definida por:

 F(x) = integral com t variando de 0 até x de f(t)dt

 é, para todos os efeitos, uma primitiva de f, pois F'=f em todos os
 pontos exceto um (no qual F não é derivável), e além disso F é
 contínua.

 Isso alivia o paradoxo aparente, na minha opinião.


 2014-06-04 23:04 GMT-03:00 Artur Costa Steiner steinerar...@gmail.com:
 Na realidade, o teorema que vc citou é um caso particular de outro mais
 geral:

 f: [a, b] -- R é Riemann integrável no compacto [a, b] se, e somente se, f
 for limitada em [a, b] e contínua em quase to o [a, b]. Isto é, o conjunto
 dos pontos de [a, b] em que f é descontínua tem medida de Lebesgue nula.
 Conjuntos enumeráveis e conjuntos finitos têm medida de Lebesgue nula.

 A sua função é integrável em [0, 2]. Para to x em [0,2], um cálculo simples
 mostra que F(x) = Int [0, x] f(t) dt existe em R e é dada por

 F(x) = x se x  1
 F(x) = 1 + 2(x - 1) =  2x - 1 se 1 = x = 2

 F é contínua em [0, 2] e, para todo x diferente de 1, F'(x) = f(x). Mas F
 não é diferenciável em 1. Existem F'(1-) = 1 e F'(1+) = 2, que são
 diferentes. Portanto, F'(1) não existe. Logo, f não tem primitiva. Não
 existe nenhuma função cuja derivada seja f em todo o [0, 2].

 Não há erro no seu raciocínio. O que acontece é que ser Riemann integrável e
 ter uma primitiva não são condições equivalentes. São conceitos distintos.

 Se uma função f apresentar descontinuidade do tipo salto em um intervalo,
 então f não tem primitiva neste intervalo. Mesmo que não seja, como no seu
 caso, uma função do tipo escada, Isto porque derivadas nunca apresentam
 descontinuidades do tipo salto.

 Artur Costa Steiner

 Em 04/06/2014, às 21:54, João Maldonado joao_maldona...@hotmail.com
 escreveu:

 Fala galera, vou ter prova de cálculo sexta e fiquei com uma dúvida de
 integrabilidade. Tem como vocês me darem uma ajuda?

 Dada a função f:[0, 2]-R tal que f(x) = {1 se x1, 2 se x=1}
 Determine se a função é integrável, e em caso positivo, ache sua  primitiva.

 Tem um teorema que diz que, se f:[a,b] - R é contínua exceto num número
 finito de pontos, então f é integrável em [a, b]
 Logo a função f é integrável, pois só é descontínua em x=1.

 Tem outro teorema que diz que, se f[a, b] - R tem descontinuidade tipo
 salto, isto é, existe c pertencente a (a, b) tal que o limite de f(x) quando
 x tende a c+ é diferente do limite de f(x) quando x tente a c-, então f não
 admite primitiva no intervalo [a, b].
 E como no ponto x=1 tem descontinuidade tipo salto, então f(x) não admite
 primitiva em [0, 2]

 f(x) seria integrável e não admitiria primitiva, absurdo!

 Onde está o erro nessa demonstração?

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 João

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=
Instru��es para entrar na lista, sair da lista e usar a lista em
http://www.mat.puc-rio.br/~obmlistas/obm-l.html
=


Re: [obm-l] Integrabilidade de Riemann

2014-06-04 Por tôpico Pedro Angelo
Acho importante (embora seja meio obvio, mas a gente se esquece) que
mesmo que f não tenha uma primitiva no sentido estrito (não existe F
tal que para todo x, F'(x)=f(x)), a função definida por:

F(x) = integral com t variando de 0 até x de f(t)dt

é, para todos os efeitos, uma primitiva de f, pois F'=f em todos os
pontos exceto um (no qual F não é derivável), e além disso F é
contínua.

Isso alivia o paradoxo aparente, na minha opinião.


2014-06-04 23:04 GMT-03:00 Artur Costa Steiner steinerar...@gmail.com:
 Na realidade, o teorema que vc citou é um caso particular de outro mais
 geral:

 f: [a, b] -- R é Riemann integrável no compacto [a, b] se, e somente se, f
 for limitada em [a, b] e contínua em quase to o [a, b]. Isto é, o conjunto
 dos pontos de [a, b] em que f é descontínua tem medida de Lebesgue nula.
 Conjuntos enumeráveis e conjuntos finitos têm medida de Lebesgue nula.

 A sua função é integrável em [0, 2]. Para to x em [0,2], um cálculo simples
 mostra que F(x) = Int [0, x] f(t) dt existe em R e é dada por

 F(x) = x se x  1
 F(x) = 1 + 2(x - 1) =  2x - 1 se 1 = x = 2

 F é contínua em [0, 2] e, para todo x diferente de 1, F'(x) = f(x). Mas F
 não é diferenciável em 1. Existem F'(1-) = 1 e F'(1+) = 2, que são
 diferentes. Portanto, F'(1) não existe. Logo, f não tem primitiva. Não
 existe nenhuma função cuja derivada seja f em todo o [0, 2].

 Não há erro no seu raciocínio. O que acontece é que ser Riemann integrável e
 ter uma primitiva não são condições equivalentes. São conceitos distintos.

 Se uma função f apresentar descontinuidade do tipo salto em um intervalo,
 então f não tem primitiva neste intervalo. Mesmo que não seja, como no seu
 caso, uma função do tipo escada, Isto porque derivadas nunca apresentam
 descontinuidades do tipo salto.

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 Em 04/06/2014, às 21:54, João Maldonado joao_maldona...@hotmail.com
 escreveu:

 Fala galera, vou ter prova de cálculo sexta e fiquei com uma dúvida de
 integrabilidade. Tem como vocês me darem uma ajuda?

 Dada a função f:[0, 2]-R tal que f(x) = {1 se x1, 2 se x=1}
 Determine se a função é integrável, e em caso positivo, ache sua  primitiva.

 Tem um teorema que diz que, se f:[a,b] - R é contínua exceto num número
 finito de pontos, então f é integrável em [a, b]
 Logo a função f é integrável, pois só é descontínua em x=1.

 Tem outro teorema que diz que, se f[a, b] - R tem descontinuidade tipo
 salto, isto é, existe c pertencente a (a, b) tal que o limite de f(x) quando
 x tende a c+ é diferente do limite de f(x) quando x tente a c-, então f não
 admite primitiva no intervalo [a, b].
 E como no ponto x=1 tem descontinuidade tipo salto, então f(x) não admite
 primitiva em [0, 2]

 f(x) seria integrável e não admitiria primitiva, absurdo!

 Onde está o erro nessa demonstração?

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